Increasing urban development, in addition to changing climatic conditions, are just a few of the factors negatively impacting Jamaica's water resources. Therefore, conceptual tools are required for the management of water resources during water scarce conditions. Such tools include drought indices, irrigation requirement guidelines and computer simulation models for irrigation planning.Monthly irrigation demands were calculated for three sites in Jamaica: Savanna-la-mar in the parish of Westmoreland, Beckford Kraal in the parish of Clarendon, and Serge Island in the parish of St. Thomas. This was done using simulated monthly available soil moisture values averaged over a 30 year period, for both vegetables and sugarcane. The greatest irrigation demands were found to be in the dry period of January to April, as well as July to August for Savanna-la-mar and Beckford Kraal. Serge Island, however, needs irrigation throughout the year. Two drought indices, the Standardized Precipitation Index (SPI) and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), were used for the study sites. Both indices were correlated to simulated monthly available soil moisture. It was found that the relationship between each index and soil moisture varies from month to month, with drier months resulting in better correlations than wet months. Predicted available soil moisture values have been calculated for the different SPI categories. It was found that available soil moisture is lowest in the months of March and April. In addition, irrigation requirements were determined for the Moderately Dry and Severely Dry SPI categories of drought in the drier months of the year, for the three study locations, for both vegetables and sugarcane.SWAT was used to model the hydrology of the Rio Nuevo watershed in St. Mary, Jamaica. SWAT was calibrated and validated using measured streamflow data from the period 2002 to 2007, and achieved satisfactory model performance, with a Nash-Sutcliffe Efficiency of 0.78 for calibration and 0.52 for validation. The SWAT model results were used to determine streamflow capacity for irrigation demands in an agricultural sub-basin of the watershed, and it was found that during the drought year of 2000, there was not enough streamflow to meet irrigation demands of January and March. / L'augmentation du développement urbain et les changements climatiques ne sont que deux des multiples facteurs ayant un impact néfaste sur les ressources hydriques de la Jamaïque. A cet effet, des outils conceptuels sont nécessaires à la gestion des eaux en période de sécheresse. De tels outils sont par exemple les indices de sécheresse, les guides d'irrigation et les planificateurs d'irrigation (par exemple le SWAT, Soil and Water Assessment Tool). Les demandes nettes en irrigation de trois sites jamaïcains ont été calculées: Savanna-la-mar (Westmoreland), Beckford Kraal (Clarendon) et Serge Island (St-Thomas). Ces calculs sont basés sur les moyennes des conditions mensuelles d'humidité disponible des soles, échelonnées sur une période de trente ans et en provenance de sites où sont produits des légumes et de la canne à sucre. La période sèche de janvier à avril connait les plus grandes demandes d'irrigation. La période de juillet à août pour les sites de Savanna-la-mar et Beckford Kraal connait aussi des demandes importantes. Le site de Serge Island a besoin d'irrigation tout au long de l'année. Deux indices de sécheresse ont été développés pour les sites d'études : l'Indice de Précipitation Standardisé (IPS) et l'Indice de Végétation de Différence Normalisée (IVDN). Tous deux ont été corrélés afin de simuler l'humidité mensuelle disponible des soles. Les résultats démontrent que la relation entre chaque index et l'humidité des soles varie de mois en mois, les mois plus secs offrant de meilleures corrélations que les mois plus humides. Les prédictions d'humidités disponibles des soles ont été calculées pour les différentes catégories d'IPS. L'humidité disponible des soles est au plus bas pour les mois de mars et d'avril. De plus, les demandes en irrigation pour la production de légume et de canne à sucre ont été déterminées pour les catégories d'IPS Modérément Sec et Sévèrement Sec de sécheresse dans les mois plus secs de l'année, et ce dans les trois sites étudiés. SWAT a été utilisé pour modeler l'hydrologie du basin versant de Rio Nuevo dans la région de St-Mary en Jamaïque. SWAT a été calibré et validé en utilisant des mesures de débit couvrant la période 2002 à 2007. Les performances du modèle sont considérées satisfaisantes, ayant obtenu une Efficacité Nash-Sutcliffe de 0.78 pour la calibration et de 0.52 pour la validation. Les résultats obtenus ont été utilisés afin de déterminer les capacités du débit à répondre aux demandes d'irrigation d'un bassin inférieur du bassin versant. Il a été déterminé que pour la sécheresse de 2000, le débit était insuffisant et ne pouvait répondre aux demandes d'irrigation de janvier à mars.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.97212 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Richards, Johanna |
| Contributors | Chandra A Madramootoo (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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